新批準(zhǔn)的IEEE802.3af規(guī)范規(guī)定在Ethernet網(wǎng)絡(luò)上允許同時傳送DC電源和數(shù)據(jù)。用可得到的13W左右的電源，很多裝置可由它們的Ethernet連接供電，而電源不用來自墻上AC插口。可用Ethernet連接供電的裝置包括數(shù)字VoIP 電話，網(wǎng)絡(luò)無線接入點， PDA充電臺、HVAC恒溫器或由墻插口供電的任何連接Ethernet 的低功率數(shù)據(jù)裝置。

    隨著Ethernet連接增加電源，需要安全裝置保護(hù)通用PC和膝上電腦免遭48V電平破壞。

Ethernet纜線供電

    需要一個PSE(PowerSourcingEquipment 電源設(shè)備)為Ethernet的信號線對或備用線對提供額定的48V。所加電源是做為兩個供電對之間的共模電壓差，供電是借助于耦合差分信號到纜線的隔離變壓器中心抽頭，由于變壓器原因，所以，發(fā)送和接收線對之間的48V電勢差對另一端的數(shù)據(jù)收發(fā)沒有影響。

    PSE也可做為電流限制裝置，而PD(用電裝置)檢測，PD分類、電流限制和斷開檢測所需的精確測量通常與48V電源開關(guān)裝置無關(guān)。基于此原因，必須開發(fā)專用電路，以滿足高壓電源開關(guān)應(yīng)用中的精確需要和堅固的要求。

PD特性

    所有PD(PoweredDevice用電裝置)在電壓2.7V和10.1V之間探測時，電源輸入必須呈現(xiàn)25KΩ左右特征阻抗。允許特征阻抗具有高達(dá)1.9V偏移串聯(lián)到所允許的二極管偏置電源調(diào)整和自動極性電路(圖2)。此特征對PSE是一種指標(biāo)，表明線末端的裝置是一個有效的PD，并且48V不會損壞它。網(wǎng)絡(luò)接口卡和非用電插口通常呈現(xiàn)出150Ω左右的共模阻抗，這與有效PD阻抗相差甚運。

    另外，在15V和20V之間探測時，會在終端呈現(xiàn)可變的特征阻抗。“分類”(Classification)特征表明PD從PSE汲取的最大功率，因此，PSE可以預(yù)先排定功率。分類特征表現(xiàn)為在輸入端被PD汲取的恒定電流。表1示出分類及其恒定電流特征。

PD檢測

    在允許PSE供電到線路前，必須檢查特征電阻。為了考慮有效特征，PD必須看似像與120nF或更小電容并聯(lián)的25KΩ±5%。PSE必須按受19KΩ~26.5KΩ較寬范圍的阻抗，這是基于系統(tǒng)中寄生串聯(lián)和并聯(lián)電阻的考慮。PSE必須拒收阻抗低于15KΩ或高于33KΩ以及跨接在終端大于10mF的負(fù)裁。

    PD特征阻抗可高達(dá)1.9V電壓偏移(通常由兩個二極管串聯(lián)引起的)和10mA電流偏移(通常由PD漏電引起)。這些項使PSE電阻測量變復(fù)雜，這是由于在單V-I點測量中將不考慮這些誤差。因此，需要PSE至少取兩個不同V-I點(在PD中這兩點至少相隔1V)。然后，計算兩個點之間的差以求得真正電阻斜率，減去電壓和電流偏移。

    一旦PSE已成功檢測PD，則PSE可任意詢問PD將汲取多少功率。若PSE具有足夠大的電源能同時提供滿載功率到所有端口，則可省略分類步驟。一般情況下，PSE具有有限可用的功率，它必須跟蹤所連接的PD數(shù)和它們的功率分類電平，當(dāng)達(dá)到功率預(yù)算時，必須停止接受PD。

    在PD上加上15V~20V電壓便可檢查分類特征。在15V和20V分類特征范圍，PD行為必須像恒流源，PSE測量此電流來確定PD(見表1)。圖3示出系統(tǒng)從檢測模式到分類模式轉(zhuǎn)換的電流行為。

切斷檢測

    正如PSE從不發(fā)送功率到不要求它的裝置中，PSE在用電裝置未插入前必須不開著電源，這是因為用電電纜可以立即插入PC或膝上電腦。這需要PSE檢測此動作并保證電源不加到“非依從”的PD(即PC，膝上電腦或其他傳統(tǒng)Ethernet裝置)上。802.3af標(biāo)準(zhǔn)為PSE感測未插入PD規(guī)定了兩種方法：DC切斷和AC切斷，允許選擇最適合所用系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。

DC切斷

    DC切斷根據(jù)流經(jīng)PSE到PD的DC電流量來確定1個PD的存在。當(dāng)電流在給定時間tDIS(300ms~400ms)內(nèi)保持低于閥值IMIN(5mA和10mA之間)，則PSE假定PD不存在并關(guān)斷電源。

AC切斷

    實現(xiàn)AC切斷的PSE測量Ethernet口的AC阻抗。當(dāng)沒有裝置連接到POE時，口應(yīng)該是高阻抗(幾兆歐姆)。然而，當(dāng)連接PD時，口阻抗將小于26.25KΩ。所加電壓(VAC)和測量所得到的電流(IAC)確定口阻抗(ZPORT)：ZPORT=VAC/IAC，圖4中的LTC4259A實現(xiàn)AC和DC切斷。

結(jié)語

    PSE具有檢測程序告知它有沒有真正的PD連接到端口；分類程序告知它PD將汲取多少功率，因此，可相應(yīng)地指定它的電源；電源管理特征告知它PD是否仍然存在和工作正常。而PD具有與PSE直接通信的方式、希望多少功率和希望保持的電流。所有這些都不影響任何方式的數(shù)據(jù)流。因此，把有效PSE和PD器件組合完全沒有數(shù)據(jù)通信硬件，這對于某些應(yīng)用節(jié)省很大的費用，最重要的是檢測協(xié)議可使傳統(tǒng)Ethernet裝置損壞的機(jī)會最小，因此，維護(hù)向后兼容。■